浅析ArcGIS平台与第二次全国土地调查(农村土地调查)

摘要：以建设霞浦县土地利用现状数据库为例，系统介绍第二次全国土地调查（农村土地调查）目标、实现技术流程，分析ArcGIS平台在建库中的优势，指出数据库建设过程中遇到的难点、解决方式及存在的不足。

关键词：第二次全国土地调查（农村土地调查）;ArcGIS平台;数据库建设

一、第二次全国土地调查的意义、目标及主要任务

（一）意义

第二次全国土地调查作为一项重大的国情调查，目的是全面查清当前土地利用状况，掌握真实的土地基础数据，建立和完善土地调查、统计和登记制度，实现土地资源信息的社会化服务，满足经济社会发展及国土资源管理的需要。

（二）目标

开展第二次全国土地调查以解决相关问题，具体目标如下：

1.按照国家制定的统一技术标准，通过使用现代测绘、遥感等新技术方法，全面查清霞浦县土地利用状况及其动态变化状况，保持土地利用基础图件和数据的现势性。

2.提高国土资源调查的科技水平，合理开发利用土地资源，加强耕地保护，实施土地用途管制，修编土地利用总体规划，为政府有关部门决策提供可靠依据。

3.通过建立土地利用现状数据库为日常土地管理工作提供便利的条件，建立科学的土地利用管理信息系统，使其成为今后开展土地利用变更调查、地籍管理、用地管理等业务工作的有效工具，为全面提高国土资源管理的信息化、科技化创造条件。

（三）主要任务（农村土地调查部分）

1.开展农村土地利用现状调查

按国家的统一要求，以1∶10000为比例尺开展农村土地利用现状调查，查清全县农村集体土地及农、林、牧、渔场每一块土地的地类、位置、范围、面积、分布等利用状况。

2.土地权属变更调查

土地权属变更调查的具体任务是按照第二次全国土地调查的有关要求，对农村集体土地所有权和农、林、牧、渔场等国有土地使用权状况进行补充调查，完善集体土地所有权和农、林、牧、渔场等国有土地使用权登记发证成果，并对宗地权属、面积、界址等发生变化的集体土地所有权进行变更登记。

3.土地利用数据库建设

根据第二次全国调查总体方案和数据库建设相关规范的要求，以本次调查形成的土地利用、土地权属、基本农田等数据为基础，利用计算机、GIS、数据库技术建设土地利用数据库。所建数据库具有数据输入、编辑处理、统计分析、数据汇总、制图输出级数据更新等功能，满足各级数据库之间的互联互通和同步更新。

二、技术平台选择

目前国内土地利用数据库建设主要采用ArcGIS、MapGIS、Super Map三种平台。

ArcGIS是ESRI在全面整合了GIS与数据库、软件工程、人工智能、网络技术及其它多方面的计算机的全系列GIS产品。ArcGIS是一个全面的，可伸缩的GIS平台，为用户构建一个完善的GIS系统提供完整的解决方案。ArcGIS的基本体系能够让用户在任何需要的地方部署GIS功能和业务逻辑。ArcGIS支持Geodatabase、shp、coverage三种格式的矢量数据。

MapGIS是国产优秀的ＧＩＳ软件,可对数字、文本、地图、遥感图像、航片等多源地学数据进行有效采集、一体化管理、综合空间分析及可视化分析。

SuperMap是北京超图公司的优秀GIS产品，是管理、显示、编辑、分析空间数据和输出的强大工具

与其他两种平台比较ArcGIS作为建库的平台具有无可比拟的优势。Geodatabase是为了更好的管理和使用地理要素数据，而按照一定的模型和规则组合起来的存储空间数据和属性数据的容器。Geodatabase是按照层次型的数据对象来组织地理数据的，这些数据对象包括对象类、要素类、要素数据集。Geodatabase借助强大的SQL语句和ArcGIS空间分析功能能够方便完成数据库建设的技术要求。所以本案例选择ArcGIS作为建库的技术平台。

三、工作技术路线

（一）技术流程

工作准备行政区域界接边、权属界补充调查地类补充调查地类转换图件编制面积计算与汇总数据库建设报告编写成果检查验收成果资料整理、归档。技术流程如下：

（二）数据库建设

第二次全国土地调查技术规程采用新的地类分类标准，将地类分为12大类。之前霞浦土地利用更新调查数据库采用三大类的分类标准，因此建设霞浦县土地利用数据库主要分以下两个步骤完成：（1）霞浦县土地利用更新调查与第二次全国土地调查成果的衔接；（2）霞浦县土地利用数据库的建设。

1.霞浦县土地利用更新调查与第二次全国土地调查成果的衔接

更新调查与第二次全国土地调查成果的衔接工作内容主要包括一下几个方面：（1）土地分类标准衔接；（2）独立工矿用地衔接；（3）耕地坡度级别确定；（4）可调整地类衔接；（5）水工建筑用地衔接；（6）滩涂,苇地衔接；（7）地类符号。

（1）土地分类标准衔接

参照第二次全国土地调查技术规程中的土地利用现状分类与三大类对照表，将霞浦土地利用更新调查数据库按土地利用现状分类标准转换。由三大类转化为土地利用现状分类分为三种情况，第一种是地类的直接对应，例如旱地直接对应为旱地；第二种是地类的归并，例如灌溉水田和望天田两类归并为水田一类；第三种情况是地类的分解，例如滩涂一类分解为内陆滩涂和沿海滩涂两类。

地类衔接主要对DLTB，DLJX，XZDW，FZDC四个图层进行。DLTB图层地类衔接完，还要进一步对图斑进行判读，对在新土地分类中地类相同的相邻图斑进行归并。例如在DLTB层中一块灌溉水田图斑和一块望天田图斑相邻，按照新的分类标准两个地类都转换为水田，则地类转换完还需将两块图斑合并为同一个图斑。其中如果地类界线刚好是线状地物或者是权属界线则不能合并。DLTB图层图斑合并完，对应DLJX层中的地类界线要删除掉。图斑合并程序流程图如下：

(2)独立工矿用地衔接

将DLTB图层中的独立工矿用地依标准分幅图幅挑选出来，对照土地利用更新调查外业调绘记录表，在记录表中有明确记录独立工矿用地用途的参照二调土地分类标准直接将其归类到采矿用地或是村庄，建制镇。对于记录表中能够找到对应图斑，但用途不明的先将同一图幅的影像图套进去判读，地物特征明显的图斑可以直接归类到对应地类，地物特征不明显的要到实地判读。对于记录表上没有记录的图斑，需要直接到实地判读。对于原独立工矿用地的区分应做记录。

(3)耕地坡度级别确定

从归并完的DLTB图层中提取耕地作为一个独立的图层，将其与霞浦的坡度图层进行空间叠加分析，生成耕地坡度级别图。将生成的耕地坡度级别图分成5个坡度级别显示，对于其中图斑面积小于2000M2的，搜索出与其相邻的同地类图斑进行合并。图斑合并遵循坡度就低不就高的原则。

(4)可调整地类衔接

《土地利用现状分类》中取消了可调整地类，根据工作需要，在耕地二级类下增设三级类：可调整水田、可调整旱地和可调整水浇地。土地利用更新调查成果中的可调整地类应按原地类来源归入相应的耕地三级类中，并做好记录。具体做法如下：

找出更新调查成果中所有可调整地类，查阅1999年以来历年的土地变更资料，包括相关图件和数据。从1999年开始往后查阅对应变更图件和数据，以早年的数据作为判断的标准，早年数据记录是水田、旱地或是水浇地的则归到对应的可调整地类。对于历年变更数据中无法查到图斑变更记录的，归还原地类汇总，不做可调整地类。

(5)水工建筑用地衔接

搜索出DLTB和XZDW图层中的水工建筑用地，查阅对应的土地利用更新调查外业调绘记录表和判断变更成果图，属于人工修建的闸，坝，堤路林的归为水工建筑用地，其他的归为沟渠。

(6)滩涂,苇地衔接

提取霞浦县内陆界线，形成一个闭合的区构面。将这个面与DLTB图层中的滩涂、苇地进行空间分析，落在闭合面里面的为内陆滩涂，落在外面的为沿海滩涂。

(7)地类符号

使用二调的符号库，对于地类图斑有变更的其地类符号也要做相应的变更、修改FZDC图层中的ZJFH字段，实现符号统改比较方便。

2.土地利用数据库建设

在原有土地利用更新调查数据库的基础上,根据《福建省土地利用数据库规范》把衔接成果按照相关标准批量入库形成二次调查成果衔接数据库。部分的要素层在转换时只需要进行属性结构的转换；部分要素层需要进行空间信息的重组；对于土地利用数据库规划新增的要素层，在补充调查时采用新的属性表结构，在建库时直接导入即可。

(1)要素层转换

①属性结构转换

对于不需要空间信息重组的要素层如分幅图层等，只需根据字段的对应关系写入新的表结构即可。需要注意的是属性代码是否有发生变化，所有要素层的要素代码都要根据福建省土地利用数据库规范重新计算。

②注记相关要素层空间信息重组

由于土地利用数据库规划将各类注记存储在一个注记要素层中，所以要将更新调查数据库中各地类注记要素的信息提取到同一个注记层要素，并根据注记的分类幅不同的要素代码。

③土地利用要素相关要素层空间信息重组

线状地物层的转换。提取更新调查数据库中地类界线的线状地物，与线状地物层的所有要素合并导入土地利用数据库的线状地物层，同时保留原地类界线要素层的线状地物。线状地物要素层的空间信息重组后，还要进行属性字段的转化。

地类界线层的转化。由于土地利用数据库规划和更新调查数据库规划对于地类界线要素层存储的空间定义是相同的，所不同的只是属性结构的定义，因此地类界线层的转换只要进行字段的转换即可。

地类图斑的转换。由于土地利用数据库规划和更新调查数据库规范对于地类要素图层存储的空间信息定义是相同的，所不同的只是属性结构的定义，因此地类图斑层的转换只需按照字段的转换即可。

(2)土地利用数据库的内容

根据《福建省土地利用数据库规范》建库，入库的主要内容可以分为以下部分。

①定位基础图层

定位基础图层包括测量控制点、数字正射影像图纠正控制点及测量控制点注记等层要素。

②行政区划图层

包括行政区、行政区界线及行政要素注记等层要素。

③地貌地形图层

包括等高线、高层注记、坡度图、点状地形要素、线状地形要素、面状地形要素、地形注记要素等层要素。

④土地利用图层

包括地类图斑、线状地物、地类界线及土地利用要素注记等层要素。

⑤土地权属图层

包括宗地、界址线、界址点、宗地注记等层要素。

⑥基本农田图层

包括基本农田保护片、基本农田保护图斑、基本农田注记等层要素。

⑦栅格数据

包括数字正射影像图、数字栅格地图、数字高程模型、其他栅格数据等层要素。

⑧其他图层

包括开发区、分幅图层、辅助点层、辅助线层、辅助面层等。

（三）建库技术难点及其处理方式

1.耕地坡度的确定

福建省第二次全国土地调查技术规程要求外业调查时没有对耕地坡度级别表示的，要根据省厅下发的坡度级别数据库确定耕地坡度级别。对于外业调查的耕地图斑套合坡度级别数据库后，出现一个耕地图斑对应多个坡度级别的，要进行内业处理，使得一个耕地图斑只对应一个耕地坡度级别进行田坎面积的扣除。对于套合后形成的耕地图斑面积大于2000平方米的，直接按坡度级别界线划定图斑界线；对于图斑面积小于2000平方米的按照“就低不就高”的原则综合到相邻的大图斑去。霞浦土地利用更新调查数据库中的耕地是单块图斑对应多个坡度，因此要对耕地层进行内业处理，使得一个耕地图斑只对应一个耕地坡度。

从归并完的DLTB图层中提取耕地作为一个独立的图层，将其与霞浦的坡度图层进行空间叠加分析，生成耕地坡度级别图。将生成的耕地坡度级别图分成5个坡度级别显示，对于其中图斑面积小于2000M2的，搜索出与其相邻的同地类图斑进行合并。图斑合并遵循坡度就低不就高的原则。具体的合并情况如下面几种所述：

（1）情况1如下图所示，中间的图斑坡度为3面积小于2000M2，相邻的三块图斑坡度分别2，4，5且面积都大于2000M2，则坡度为3的图斑应合并到坡度为2的图斑。

(2)情况2如下图所示，中间的图斑坡度为3面积小于2000M2，相邻三块图斑面积坡度分别为1，4，5且面积都大于2000M2，虽然图斑合并要遵循坡度就低原则，但3与1出现了跳级，所以坡度为3的图斑应合并到与其坡度相差只有一个级别的坡度为4的图斑。

（3）情况3如下图所示，中间的图斑坡度为3面积小于2000M2，左右两块图斑坡度分别为1，5且面积都大于2000M2，则坡度为3的图斑就低合并到与其坡度差最小的图斑中，即并到坡度为1的图斑。

(4)情况4如右图所示，中间图斑坡度为5，面积小于2000M2，与其相邻的上下两块图斑坡度都为4，且面积都大于2000M2，则坡度为5的图斑可以随机与上图斑或是下图斑进行合并，合并完生成两块坡度都4的图斑，继续对两块图斑进行合并。

（5）情况5如下图所示，相邻的两块图斑坡度分别为3，4且面积都小于2000M2，，则对两块图斑按坡度就低原则进行合并。

（6）情况6如右图所示，只有一块独立图斑，面积小于2000M2则不用处理。

2.图斑地类平面面积的计算

在地类衔接和属性结构建立完成的基础上重新计算图斑地类平面面积。DLTB层在计算图斑地类平面面积前需先和对应的坡度图进行叠加分析，使得一个耕地图斑按坡度级别对应不同耕地坡度级别，并根据不同坡度级别分别对各分割后的耕地图斑赋田坎系数，计算田坎面积。图斑地类平面面积计算公式如下：

图斑地类平面面积=图斑平面面积-田坎面积-线状地物面积

田坎面积=（图斑平面面积-线状地物面积）*田坎系数

土地利用数据库中的线状地物层与更新调查数据库中的线状地物层不同。土地利用数据库中的线状地物层由原更新调查数据库中的XZDW图层和从DLJX图层提取线状地物组成。在新的XZDW图层中原更新调查数据库中的XZDW图层部分的扣除比例赋为1，从DLJX图层提取的线状地物扣除比例赋为0.5。具体流程图如下：

四、结语

采用ArcGIS平台，依据《福建省土地利用数据库规范》建设霞浦县土地利用现状数据库，具有数据冗余度低，图层要素管理高效，数据汇总方便等优势。霞浦土地利用现状数据库的建设对于建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济社会全面协调可持续发展，有效保护国土资源起到巨大作用。本数据库建设过程也存在不足的地方，图斑的合并与耕地坡度的确定都是重复的，工作量大的步骤，很多都是靠手工操作，人工判断的方式处理，导致整体效率偏低，如若在相应工作中实现程序处理，将大大提高工作效率。这也是本技术流程要改进的地方。

参考文献：

[1]第二次全国土地调查总体方案.

[2]福建省土地利用数据库规范.福建省第二次全国土地调查领导小组办公室.

[3]福建省第二次全国土地调查作业单位人员培训教材.福建省国土资源宣传教育中心.

[4]第二次全国土地调查技术规程.中华人民共和国国土资源部.

[5]第二次全国土地调查培训教材.国务院第二次全国土地调查领导小组办公室.中国农业出版社.

[6]www.fjgtzy.省略/.

（作者单位：福建所思达国土规划咨询有限公司）